(57)【要約】【課題】  例えば、棒線圧延途中の熱間鋼材を、無理なく高さ・横方向で離れた異なったラインへ最短距離で安定誘導することが可能であり、誘導不良によるミスロールや擦り疵の低減、さらにパスライン長さ短縮による鋼材の温度低下防止が図れ、また誘導設備コスト低減も可能な棒線圧延における鋼材の誘導方法と誘導装置を提供する。【解決手段】  鋼材を、方向Ａから、その方向と平行な別な方向（Ｂ）へ誘導する場合の誘導用パスラインにおいて、方向（Ａ）、方向（Ｂ）の２つの直線を含む平面上に、それぞれの直線上にある１点を端とする線分（Ｃ）を引いたとき、方向（Ａ）の直線と線分（Ｃ）の中点とに接する円弧と、方向（Ｂ）の直線と線分（Ｃ）の中点とに接する円弧を接続したときにできるＳ字状の斜平面内曲線ラインに沿って鋼材を誘導するもの。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒線圧延における鋼材を、方向（Ａ）から、その方向と平行な方向（Ｂ）へ誘導する場合の誘導用パスラインにおいて、方向（Ａ）、方向（Ｂ）の２つの直線を含む斜平面上に、それぞれの直線上にある１点Ａｃ、Ｂｃを端とする線分（Ｃ）を引いたとき、方向（Ａ）の直線と線分（Ｃ）と中点Ｃｏで接する円弧と、方向（Ｂ）の直線と線分（Ｃ）と中点Ｃｏで接する円弧を接続したときにできるＳ字状の斜平面内曲線ラインに沿って鋼材を誘導することを特徴とする棒線圧延における鋼材の誘導方法。
【請求項２】
棒線圧延における鋼材を、方向（Ａ）から、その方向と空間的に対偶の関係がある方向（Ｂｘ）へ誘導する場合の誘導用パスラインにおいて、方向（Ａ）、方向（Ｂｘ）の、それぞれの直線上にある１点Ｂｘｃ、Ａｃを端とする線分（Ｃ）を引いたとき、方向（Ａ）の直線と線分（Ｃ）と中点Ｃｏで接する円弧と、方向（Ｂｘ）の直線と線分（Ｃ）と中点Ｃｏで接する円弧を接続したときにできるＳ字状の３次元曲線ラインに沿って鋼材を誘導することを特徴とする棒線圧延における鋼材の誘導方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２で形成される鋼材の誘導用パスラインに沿って棒線圧延の鋼材を誘導する鋼材誘導装置であって、パスラインの曲率の変化する部分には、その曲げ方向に受面を有するローラーを備えた誘導短管を配置し、曲率の変わらない部分には重力方向に受面を有するローラーを備えた誘導短管を配置したことを特徴とする棒線圧延における鋼材の誘導装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼材を熱間圧延して棒鋼、線材（以下「棒線」という。）を製造する場合において、圧延途中の熱間鋼材を高さ方向・横方向で離れた２つのパスライン間で誘導するための棒線圧延における鋼材の誘導方法および誘導装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
加熱した鋼材（ビレット）を多数の圧延機で連続圧延して棒線を製造する場合には、最初から最後まで１つの直線上で圧延することは稀で、設備配置を効率よく実施するため、圧延のパスラインを変更することがよく行われている。
例えば、粗・中間圧延までは１列２本通しで、仕上げ圧延以降を２列１本通しとする場合には、中間圧延機の出側でパスラインを２つに分ける必要がある。
また、１列圧延のみの場合でも、巻取機の後のリフォーミングタブでの基礎を浅くするため、中間圧延と仕上げ圧延のパスライン間に高さ方向に２〜３ｍの段差を設けることもよく行われている。
このようにパスラインを方向転換する棒線圧延ラインにおいて、鋼材の先端を曲げて誘導し方向転換するために、湾曲トラフが使われている。
湾曲トラフとは、例えば図６（ａ）に示すように、パスライン（直線）１上の鋼材を、そのパスライン１上の１点を含む別のパスライン（直線）２の方向に方向転換させるためのもので、方向転換部は２つのパスライン１、２に同時に接する円弧３による湾曲したパスラインを形成するものである。
【０００３】
このようなパスライン１、２間で、鋼材の先端を曲げて誘導する場合の曲率半径は小さいほど鋼材に与える抵抗が大きくなり、擦り疵やミスロール発生の原因となり易い。したがって、曲率半径は大きいほど良いが、コンパクトな圧延ラインを実現するにはスペース上の制約があり、従来、経験的に曲率半径として３〜６ｍ程度が採用されていた。通常、曲がり部分にはガイドローラー（フリー）を配置して疵の発生防止を図っている。
また、方向を１８０度回転し逆方向にする場合は、図６（ｂ）に示すように、例えば、油圧シリンダー５により進退する円弧状ガイド４ｇを備えたレピータ４を使用して、鋼材の先端を誘導した後、円弧状ガイド４ｇを退避させ、そこに発生する自由な円弧状のパスを用いて鋼材の速度調整を行いながら張力フリーで、ほぼ一定のパスラインを構成することも行われている。更に、レピータの例が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】実開平０１−８０２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
棒線圧延途中の鋼材を、例えば図７に示すように、中間圧延機Ｍａと仕上げ圧延機Ｍｂとの間で、方向（Ａ）のパスライン（直線）１から、高さ方向で距離（ｈ）、横方向で距離（ａ）離れた、方向（Ａ）と平行な方向（Ｂ）のパスライン（直線）２に方向転換する場合、従来技術では水平面での方向転換と、垂直面内での方向転換は別々に行われ、それぞれに前述の湾曲トラフが使われていた。
この場合、図８に示すように、曲率半径Ｒ１ 、Ｒ２ 、Ｒ３ 、Ｒ４ の４つの円弧を交互に向きを変えて接続した形状の誘導トラフが形成されることになり、８回の曲げ（曲げ戻しを含む）が必要であった。
また、前述のレピーター４を２台組み合わせた図９に示すようなパスラインを採用し、このままレピータ２台を配置した面を斜めにしたようなパスラインを形成することもできる。
しかしながら、レピータ４では鋼材先端部を曲率半径の小さい半円弧状のガイド４ｇに沿って誘導する必要があり、鋼材先端部分での擦り疵の発生を防止することは原理的に困難であった。また、２台のレピータ４間にピンチロール６を設けてループ制御を行う必要があった。
【０００５】
本発明では、例えば、棒線圧延途中の熱間鋼材（主として１５〜４０ｍｍφ程度の円形断面の鋼材、以下「鋼材」という。）を、高さ方向と横方向に離れた２つのパスライン間で、最短距離で簡易に安定誘導することが可能であり、誘導不良によるミスロールの防止、擦り疵の低減、さらに誘導パスライン長さの短縮による鋼材の温度低下防止が図れ、また誘導設備コスト低減も可能な棒線圧延における鋼材の誘導方法および誘導装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するものであり、以下の（１）〜（３）を要旨とするものである。
（１）  棒線圧延における鋼材を、方向（Ａ）から、その方向と平行な方向（Ｂ）へ誘導する場合の誘導用パスラインにおいて、方向（Ａ）、方向（Ｂ）の２つの直線を含む斜平面上に、それぞれの直線上にある１点Ａｃ、Ｂｃを端とする線分（Ｃ）を引いたとき、方向（Ａ）の直線と線分（Ｃ）の中点Ｃｏとに接する円弧と、方向（Ｂ）の直線と線分（Ｃ）の中点Ｃｏとに接する円弧を接続したときにできるＳ字状の斜平面内曲線ラインに沿って鋼材を誘導することを特徴とする棒線圧延における鋼材の誘導方法。（図１参照）
（２）  棒線圧延における鋼材を、方向（Ａ）から、その方向と空間的に対偶の関係がある方向（Ｂｘ）へ誘導する場合の誘導用パスラインにおいて、方向（Ａ）、方向（Ｂｘ）の、それぞれの直線上にある１点Ｂｘｃ、Ａｃを端とする線分（Ｃ）を引いたとき、方向（Ａ）の直線と線分（Ｃ）の中点Ｃｏとに接する円弧と、方向（Ｂｘ）の直線と線分（Ｃ）の中点Ｃｏとに接する円弧を接続したときにできるＳ字状の３次元曲線ラインに沿って鋼材を誘導することを特徴とする棒線圧延における鋼材の誘導方法。（図２参照）
（３）  （１）１または（２）で形成される鋼材の誘導用パスラインに沿って棒線圧延の鋼材を誘導する鋼材誘導装置であって、パスラインの曲率の変化する部分には、その曲げ方向に受面を有するローラーを備えた誘導短管を配置し、曲率の変わらない部分には重力方向に受面を有するローラーを備えた誘導短管を配置したことを特徴とする棒線圧延における鋼材の誘導装置。（図４、図５参照）
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、高さ方向・横方向で離れた２つのパスラインを接続する場合、例えば斜平面上で曲率半径の大きな２個の円弧を接続してなるＳ字状の斜平面内曲線ライン、またはＳ字状の３次元曲線ラインに沿って鋼材を誘導するＳ字誘導トラフで接続しているため、鋼材を最少の曲げ回数（例えば４回）で圧延途中の鋼材を無理なく最短距離で誘導することが可能となり、鋼材の曲げ半径を大きくすることにより、鋼材先端の誘導不良によるミスロール防止、擦り疵の低減、パスライン長さ短縮による鋼材の温度低下防止が図れる。
さらに、誘導トラフ設備もシンプルになり設備費用も低減できる。また、パスライン設定の自由度が増し、特に現状圧延設備を改造してパスラインを変更する場合には有効である。
また、誘導トラフ設備の設備設計、製作については特別の３次元的な配慮を不要とするとともに、施工に当たっても、円弧を含む平面を傾けて接続するだけであり、製作はもちろん、比較的容易に芯出しして据付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態としては、図１に示すように、棒線圧延途中の熱間鋼材を、できるだけ曲げ力を与えることなく、方向（Ａ）のパスライン（直線）１から高さ方向に距離（ｈ）離れ、横方向に距離（ａ）離れた位置にある、方向（Ａ）のパスライン（直線）１と平行な別の方向（Ｂ）のパスライン（直線）２に誘導する場合、または、図２に示すように、方向（Ａ）のパスライン（直線）１から、このパスライン（直線）１と空間的に対偶の関係のある方向（Ｂｘ）のパスライン（直線）２ｘへ誘導する場合に、最適パスラインをもったＳ字誘導トラフにより形成したＳ字状の斜平面内曲線ライン、または３次元的に接続して設置することにより、Ｓ字誘導トラフを形成して誘導に伴う鋼材先端の突っかけによるミスロールや、鋼材の曲げに伴う擦り疵の発生を最小限に抑えるものである。
なお、例えば、図１の場合では、方向（Ａ）のパスライン（直線）１と線分（Ｃ）との接続点Ａｃ、方向（Ｂ）のパスライン（直線）２と線分（Ｃ）との接続点Ｂｃの位置関係を変えることによりＳ字誘導トラフ７の形状を変化させることができる。
【０００９】
鋼材は、ここで形成されるＳ字誘導トラフによるパスラインに沿って密に配置した誘導短管によって誘導するものであるが、この誘導短管は、鋼材先端の入側にラッパ状のガイド部を有するものであり、基本的にはパスラインの曲率の変化する部分（曲げ力を付与する部分）に配置するものと、曲率の変化しない部分（曲げ力を付与しない曲がり部分、直線部分を含む）に配置するものとは、特に出側構造を変えて使い分けするものである。
曲率の変化する部分に配置する誘導短管としては、出側に曲げ方向に受面を有する一対のローラーを備えたもの（図４参照）を用い、曲率の変化しない部分には、出側に重力方向に受面を有する、例えば上下一対のローラーを備えたもの（図５参照）を用いることにより、鋼材を無理なく安定的に誘導することができる。
例えば、曲率の変化しない鋼材の曲がる部分には、ローラーホルダーを回転可能な構造にして、ローラーの受け面を重力方向と鋼材の曲がり方向とでサポートする回転角度にできる誘導短管を配置し、鋼材が曲がらない部分には、上下方向に受け面を固定形成した上下一対のローラーを有する誘導短管を配置することができる。
なお、各誘導短管は、パスラインに沿った形状のフレームに交換可能に取り付けるものである。
【実施例】
【００１０】
以下に本発明の実施例を図３〜図５に基づいて説明する。
この実施例は、図１のような本発明によるＳ字誘導トラフ７を有する棒線圧延設備でのものであり、図３に示すように、例えば、中間圧延機Ｍａのパスライン（直線）１から高さ方向に距離（ｈ）２ｍ離れ、横方向に距離（ａ）９ｍ離れた平行直線である仕上げ圧延機Ｍｂのパスライン（直線）２に鋼材を誘導する場合において本発明を適用して、２つのパスライン１、２間を、図１に示すような本発明のＳ字誘導トラフ７で接続して誘導パスラインを形成し、この誘導パスラインに沿って誘導短管８、９を配置して鋼材を誘導する場合の例を示す。
Ｓ字誘導トラフ７の形成については、まず、中間圧延機Ｍａのパスライン１上に点Ａｃ、仕上げ圧延機Ｍｂのパスライン２上に点Ｂｃを決めて、点Ａｃ、点Ｂｃを結ぶ線分（Ｃ）を引き、この線分（Ｃ）の中点Ｃｏを求め、この中点Ｃｏで線分（Ｃ）に接し、かつパスライン１にも接する円弧７ａを描く。同様に中点Ｃｏで線分（Ｃ）に接し、かつパスライン２にも接する円弧７ａと向きが反対の円弧７ｂを描くと、パスライン１とパスライン２を接続するＳ字誘導トラフ７が形成され鋼材の誘導パスラインが決定する。ここでは、線分（Ｃ）の中点Ｃｏは、線分（Ｃ）の１／２の位置にして、２つの円弧７ａと７ｂの曲率半径Ｒを同一にしている。
この誘導パスラインに沿って鋼材が誘導される場合、最初の円弧７ａの入口で曲げ１回と出口で曲げ戻し１回、続くもうひとつの円弧７ｂで曲げ１回と曲げ戻し１回、Ｓ字誘導トラフ７全体としては４回の曲げを鋼材に与えるだけですむことになる。
また、このときの円弧の曲率半径は約３．５ｍとなり、前述した図９に示すような２つのレピータで接続する場合の曲げの曲率半径の２．２５ｍよりも大きくすることが出来る。
【００１１】
鋼材は、ここで形成されるＳ字誘導トラフ７による誘導パスラインに沿って配設されたフレームに密に配置され交換可能に取り付けた誘導短管によって誘導するものであるが、この誘導短管は、図４、図５に示すように、鋼材Ｓの入側にラッパ状のガイド部１０を有するものであり、曲率の変化する部分（曲げ部分、曲げ戻し部分）に配置するものと、曲率の変化しない部分に配置するものとは、特に出側受面構造を変えて使い分けするものである。
【００１２】
曲率が変化する部分に配置する誘導短管としては、ここでは、図４に示すように、出側に鋼材Ｓの曲げ方向に受面を有する一対のローラー１１を備えた誘導短管８を用いている。ここではローラー１１は鋼材Ｓに曲げ力を付与する方向に円弧状の受面を形成した誘導短管８を配置している。
曲率が変化しない曲がり部分に配置する誘導短管としては、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、重力方向をサポートするローラー１２を配置しているが、曲率が変化する部分に配置する誘導短管としても使用できるように、ここでは、ローラーホルダー１３を回転可能な構造にし、ローラー１１の受面を鋼材Ｓの曲がり方向でもサポートできる回転角度にできるようにした誘導短管９を配置している。
なお、鋼材Ｓが曲がらない部分には、ローラーホルダー１３を固定して上下方向に円弧状の受面を形成した一対のローラー１２を有する誘導短管９を配置することにより、鋼材Ｓを無理なく所望の方向に安定的に誘導できる。
上記の誘導短管８、９は、いずれも取付部１４を有しており、この取付部１４をＳ字誘導トラフ７による誘導パスラインに沿って配設されたフレーム（図示省略）に密に配置され交換可能に取り付けられている（取付構造は図示省略）。
【００１３】
この実施例でのＳ字誘導トラフのＳ字形状は、同じ曲率半径の円弧７ａ、７ｂにより形成されているが、曲率半径の異なる円弧により形成することもできる。
また、誘導トラフのＳ字形状や、誘導短管８、９の構造（受け面形成ローラーの数およびその配置を含む）およびその配置などは、実施例のものに限定されるものではなく、請求項を満足する範囲内で変更のあるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によるＳ字誘導トラフで接続された、高さ・横方向で離れた方向（Ａ）と方向（Ｂ）の２つのパスライン間での誘導パスライン形成例を示す概念説明図。
【図２】本発明によるＳ字誘導トラフで接続された空間的に対偶の関係である方向（Ａ）と方向（Ｂｘ）の２つのパスライン間での他の誘導パスラインの形成例を示す概念説明図。
【図３】本発明の実施例におけるＳ字誘導トラフで接続された誘導パスライン（例）に沿って誘導短管を配置した誘導装置例を示す平面概念説明図。
【図４】図４の誘導装置例で曲率が変化する部分に配置した誘導短管の構造例を示す平面断面概念説明図。
【図５】（ａ）図は、図４の誘導装置例で曲率が変化しない曲がり部分に配置した誘導短管の構造例を示す一部切欠断面平面概念説明図、（ｂ）図は、（ａ）図の一部切欠断面側面概念説明図。
【図６】（ａ）図は、従来公知の湾曲トラフの構成例を示す概念説明図、（ｂ）図は、従来公知のレピータの構成例を示す概念説明図。
【図７】高さ・横方向で離れた方向（Ａ）と方向（Ｂ）の２つのパスライン例を示す説明図。
【図８】高さ・横方向で離れた方向（Ａ）と方向（Ｂ）の２つのパスラインを接続してなる従来の誘導パスライン例（比較例）を示す説明図。
【図９】従来の２つの湾曲トラフと２台のレピータの組み合わせによる誘導パスライン例を示す説明図。
【符号の説明】
【００１５】
１    方向Ａのパスライン
２    方向Ｂのパスライン
２ｘ  方向Ｂｘのパスライン
３    湾曲トラフの円弧
４    レピータ
４ｇ  半円弧状ガイド
５    油圧シリンダー
６    ピンチロール
７    Ｓ字誘導トラフ
７ａ、７ｂ    円弧
８    誘導短管
９    誘導短管
１０    ラッパ状ガイド部
１１、１２    ローラー
１３    ローラーホルダー
１４    取付部
Ｍａ  中間圧延機
Ｍｂ  仕上げ圧延機
Ｓ    鋼材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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